成果信息

本项目成果有以下创新点：1. 首次在CaAl2O4基质中发现Eu/Mn之间的能量传递，并实现了光致发光颜色从蓝光经过白光到绿光的转变，以及余辉颜色与光致发光颜色不同等现象；通过共掺Eu3+/Pr3+后能有效提高其发光强度。上述结果为实现长余辉材料的多色化奠定了基础。2．利用热释光与正电子湮灭等技术研究了长余辉材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的余辉机理，发现共掺Nd3+后能形成一种结构稳定的缔合体，促进Ca空位运载空穴与电子复合形成余辉。助溶剂硼酸能有效促进缔合体的形成，进而改善蓝色材料的余辉性能。3．研究了硅酸盐基质（Sr2MgSi2O7和Ca2MgSi2O7）的载流子浓度和陷阱深度，共掺Ce离子可以产生有效陷阱并提高余辉性能；在CaMgSiO4中，发现Eu2+作为发光中心在基质中是否有余辉性能取决与其d轨道与导带间的能量差相关。本项目成果研制的高亮度长余辉蓝色发光材料的亮度、余辉时间等性能指标均优于目前市售产品，制备技术比较成熟，而且实现了小规模生产。依托本项目发表SCI论文14篇，申请国家专利3项，具有自主知识产权。项目成果达到国际先进水平。本技术特点：1.利用热释光与正电子淹没技术研究了长余辉材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+余辉机理，研究发现共掺离子Nd3+的掺入，形成了一种结构稳定的缔合体从而得有效吸收空穴，并通过Ca空位运载与电子复合形成余辉。加入助熔剂硼酸，能有效促进缔合体的形成，从而改善了余辉性能。2.通过能量转移等理论，在CaAl2O4基质中首次实现Eu/Mn之间的能量传递，从而实现了余辉的多色化。3.在CaAl2O4基质中，共掺杂Pr离子提高了其发光强度；在硅酸盐基质（Sr2MgSi2O7和Ca2MgSi2O7）中，共掺Ce离子提高了其余辉性能；并在CaMgSiO4基质中，通过电子结构计算，证明了Eu2+作为发光中心在基质中是否有余辉性能，主要取决于其d轨道与CB的距离。其距离过远，不利于电子的离域；距离过近，导致发光的猝灭。)

背景介绍

自发现长余辉现象以来,长余辉材料的发展取得了长足进展.从长余辉现象的发现性能最好的长余辉材料为金属硫化物体系长余辉材料.新型铝酸盐长余辉材料的发展十分迅速,它的发光强度、发光时间、化学稳定性都较第一代长余辉材料有很大改进,长余辉材料的发展进入了一个新的阶段.在铝酸盐体系实现了蓝紫、蓝绿、黄绿、黄橙色发光,其中的蓝绿、黄绿两种长余辉材料是目前发光性能最好的长余辉材料.在硅酸盐体系实现了蓝、蓝绿、绿、黄绿、黄色发光,而且化学性质较铝酸盐体系稳定.特别是硅酸盐体系蓝色长余辉材料发光强度及发光时间大大超过铝酸盐体系蓝紫色长余辉材料,是另一类极有前途的新型长余辉材料.)

应用前景

本设计能广泛应用在夜间应急指示、光电子器件或元件、仪表显示，低度照明，家庭装饰及国防军事(如夜行地图)等诸多方面，更有望应用于信息处理，新能源，生命科学和宇宙尖端科技领域，影响未来科技的发展。)